当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业资讯 > >

机械信号过度激活引发的线粒体损伤机制2026-06-10 08:42:16

MSC对线粒体功能的调控不仅体现在Ca2+动态上,还涉及细胞ROS水平与线粒体动力学的耦联调节。机械刺激增强线粒体氧化代谢时,往往伴随ROS的增加,而适度的ROS可启动细胞内抗氧化反应并作为信号分子触发细胞适应机制。细胞外基质刚度可通过影响线粒体形态,进而改变ROS产生:在柔软基质上培养的细胞,其线粒体表现出更高程度的分裂以及较多的ROS生成,并可诱导NRF2等抗氧化转录因子的激活,以提高细胞抗应激能力。同样地,机械负荷改变可影响线粒体融合/分裂动态平衡:牵张应力倾向于促进线粒体融合形成网络以增强能量供应,而压力刺激往往促进线粒体裂片化以便快速隔离受损片段并重新分配代谢负荷。

这些现象表明,MSC通过整合Ca²⁺信号、ROS水平与线粒体动力学调控,使细胞能够根据力学微环境的变化调整线粒体结构与代谢模式,从而维持内外环境的一致性。综上,MSC通过调控Ca²⁺内流、ROS水平以及调节线粒体动力学网络,将外界力学信号以高度时效性与空间精确性转化为线粒体代谢与功能状态的调整。这一跨膜耦联机制不仅构成细胞在机械扰动下维持代谢稳态的基础,也可能在胚胎发育过程中组织形态建成与力学适应之间发挥关键调节作用,但目前尚缺乏直接证据支撑,该机制仍有待进一步验证。在胚胎发育过程中,细胞需要持续感知力学微环境变化,并同步调节能量代谢状态以支持命运决定与组织建成。
 
现有研究表明,MSC可通过介导Ca²⁺等离子信号并耦联线粒体功能,将力学刺激与代谢调控相连接,在发育过程中发挥重要的整合作用。在胚胎发育的多个关键阶段中,MSC介导的力学信号转导与线粒体代谢状态之间存在紧密而动态的功能耦联关系。囊胚形成过程中的“压实”是这一力学-代谢耦联的典型范式。随着8细胞期胚胎发生压实,外层细胞受到较大拉伸应力并与更多邻接面接触,从而激活了机械敏感的YAP/TAZ转录共激活因子进入细胞核,诱导TE命运;而内层细胞因受力较小,YAP保持在胞质不活跃,趋向形成ICM。
 
出自《机械力敏感离子通道在胚胎发育中调控线粒体功能的研究进展》作者张渭莹,宁欣,罗博煜。